Cloud Computing et Calcul Haute Performance (HPC High ...Grid Computing Computing On demand (essai...
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Cloud Computing et Calcul Haute Performance(HPC High Performance Computing)
Olivier Richard (MdC- université de Grenoble)
LIG/UJF/INPG/CNRS/UPMF/INRIA
21 octobre, 2011, Formation-CNRS/ANGD
Olivier Richard (MdC- université de Grenoble) Cloud Computing et Calcul Haute Performance (HPC High Performance Computing)
Sommaire
Généralité, Historique et Classification
Modèle en couche et services
Type de déploiement
Exemple de solutions orientées infrastructure
Le HPC traditionnel
Les performances
Comparaison avec d’autres approches
Standardisation
Le contrôle / sécurité / confidentialité
Les images/environnements
Olivier Richard (MdC- université de Grenoble) Cloud Computing et Calcul Haute Performance (HPC High Performance Computing)
Cloud Computing
Ou l’Informatique en Nuage ou Infonuagique1
1http://fr.wikipedia.org/wiki/Cloud_computingOlivier Richard (MdC- université de Grenoble) Cloud Computing et Calcul Haute Performance (HPC High Performance Computing)
Apparition du Cloud Computing
Dans les années 1960, John McCarthy : “computation maysomeday be organized as a public utility.”
Métaphore des réseaux électriques (1966 Douglas Parkhill’s)
Grid Computing
Computing On demand (essai de Sun entre autre)
Le retour en force de la virtualisation (pour la consolidation deserveur)
Amazon : suite à l’éclatement de la bulle Internet exploitation demachine inutilisé avec Amazon EC2
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Caractéristiques
Agilité/Flexible: simplicité d’accès, de mise en oeuvre pour leclient
Coût: seulement à l’usage
Pas de durée d’usage
Elasticity / Scalable dynamic (“on-demand”) provisioning(déploiement)
Vision infinie du nombre de ressources (en pratique ?)
Performant (pour les infrastructures web)
Maintenance simplifier des applications (pas d’installationcomplexe)
Maintenance nulle de l’infrastructure
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Couches
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Les couches du CLoud Computing
Client: laptop, telephone, navigateur...Application: “Software as a Service (SaaS)” bureautique,web-mail(gmail), flickr ...Plateforme (logicielle): “Platform as a Service (PaaS)”, pilelogicielles. Google App Engine, Azure Services Platform,MapReduce, DB..Infrastructure: “infrastructure as a service” (IaaS) :instrastructure de calcul “computing”, de serveur (généralementvirtuel)Serveur: matériel pour le cloud ???
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Tout est service: XAAS
Un mantra marketing ?
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Types de cloud (de déploiement)
Public cloudPrivate cloudCommunity cloudHybrid cloud (Sky Computing)InterCloud: “cloud of clouds ???
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Exemples (IASS,DASS,CAAS)
Amazon
Eucalyptus
OpenNebula
OpenStack
Nimbus
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Amazon
page 108-125 - http://www.slideshare.net/DSPIP/cloud-computing-introduction-2978287/downloadDSP-IP: Société de consulting
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Eucalyptus
Compatibilité AWS: EC2, EBS, S3
Techno de virtualisation: Xen, KVM, et VMware
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OpenNebula
OpenNebula2 projet originaire d’UCMadrid (Académique, ProjetEuropéen puis startup C12G)
Private et Hybride Cloud
2http://opennebula.orgOlivier Richard (MdC- université de Grenoble) Cloud Computing et Calcul Haute Performance (HPC High Performance Computing)
OpenNebula
Ecosystéme riche et intéressant : Partenariat, Plugins,Extension, utilisation en recherche sur les CLouds...
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OpenStack
OpenStack is an IaaS cloud computing project by RackspaceCloud and NASA. Currently more than 120 companies have joinedthe project among which are Citrix Systems, Dell, AMD, Intel,Canonical, SUSE Linux, HP, and Cisco.[1] [2] It is free open sourcesoftware released under the terms of the Apache License.3
3http://en.wikipedia.org/wiki/OpenStackOlivier Richard (MdC- université de Grenoble) Cloud Computing et Calcul Haute Performance (HPC High Performance Computing)
OpenStack
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Nimbus
http://www.nimbusproject.org/
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Grid versus Cloud
www.dsp-ip.com
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Cloud et HPC
PerformancesMaitrise des workloads (tâches)Gestionnaire de tâches et de ressourcesIntégration du Cloud et autres approches dans l’infrastructure decalculMaitrise des environnementsContrôle, Sécurité et confidentialité
Le Cloud pour absorber les pics ? Pour remplacer le HPCclassique ?
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Performance: virtualisation
Pour les applications séquentiel: CPU bound OKPour les applications séq. avec I/O disque: peu depertePour les applications parallèles résultats pas très bonsVirtualisation de matériels spécifiques: Ce n’est pas encore ca
GPGPUCartes réseaux type Infiniband
La virtualisation des couches réseaux peut êtrecouteusesPb Pour les très gros sites avoir beaucoup de VM à platavec une IP par VM (boum les caches ARP)Le problème du bruit système (OS Noise) est amplifié(à grande échelle)
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Performances: en parallèle
Sur Amazon EC2 et benchmark parallèle NAS-NPB4, 32 noeuds.
4Edward Walker: ”Benchmarking Amazon EC2 for high-performances cientificcomputing“, revue LOGIN 10/08
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Maitrise des workloads en HPC
Les gestionnaires de tâches et de ressources: Batch SchedulerSlurm, LSF, PBSpro, OGE(sge), OAR
Domaine bien connu, assez bien maîtrisé et classiquement utilisésur les grappes (cluster) de calcul.
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Batch scheduler
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Batch scheduler
Politiques d’ordonnancements
BackfillingFairSharingTimesharingAdvance ReservationGangSchedulingPrise en compte de contrainte de topologie(réseau, CPU)
Pas très satisfaisant avec des applications qui comporte beaucoup I/OFileSystem (besoin d’une meilleure intégration avec l’ordonnancementdes tâches vers un ordo tâches/transferts)
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Dans le Cloud Computing
Vous payez à l’utilisation !
Consolidation / Equilibrage de charge
Pas de garantie en débit de calcul5
Délicat pour des applis parallèles qui doivent être relativement synchrone(si pls VM sur le même noeud)
Amazon EC2 plante(ait) au bout de 20 VM
Amazon demo avec 30000 coeur (en 10/11)
5jusqu’à très récemmentOlivier Richard (MdC- université de Grenoble) Cloud Computing et Calcul Haute Performance (HPC High Performance Computing)
Batch scheduler et Cloud Computing
Un marriage possible
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Moab / Adaptive Computing
Une variation
6http://www.adaptivecomputing.comOlivier Richard (MdC- université de Grenoble) Cloud Computing et Calcul Haute Performance (HPC High Performance Computing)
Entropy
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StratusLab (Cloud et Grid Computing)
StratusLab6 “Infrastructure as a Service” cloud by European GridInfrastructure (EGI) communitie. Basé sur OpenNebula
7http://stratuslab.eu/index.phpOlivier Richard (MdC- université de Grenoble) Cloud Computing et Calcul Haute Performance (HPC High Performance Computing)
Grid’5000
Une plate-forme pour l’expérimentation7 : une plate-forme de HaaS8 ?
8http://www.grid5000.fr9Hardware as a Service
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Grid’5000
Une gestionnaire de tâches et de ressources (batchscheduler) par site (OAR).Une outil de déploiement d’image9 bas-niveauaccessible au utilisateur (Kadeploy).Un outil de confinement réseau (Kvlan).Une API de type REST.Stokage NFS par siteLDAP et SSHPare-Feux en entrée et en sortie
du HaaS qui permet à l’utilisateur (expérimentateur) de testern’importe quelle couche logiciel (même un solution de CloudComputing IaaS (OpenNebula, Nimbus)
10provisioningOlivier Richard (MdC- université de Grenoble) Cloud Computing et Calcul Haute Performance (HPC High Performance Computing)
ComputeMode
Des solutions légères: le calcul sur Intranet
Wake-On-Lan - Déploiement via iPXE (OS-environement enRAM) + gestionnaire de tâche et ressource (OAR)
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Standard
OVF Open Virtualization Format: format standard pour lesimages virtuelles (virtual appliances)
De fait: Amazon EC2 et S3
OCCI (p72-p78 DSP-IP)
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DeltaCloud
Deltacloud is an API developed by Red Hat that abstractsdifferences between clouds. It was announced on September 3,2009.Each Infrastructure-as-a-Service clouds existing today provides itsown API. The purpose of Deltacloud is to provide one unifiedREST-based API that can be used to manage services on anycloud. Each particular cloud is controlled through an adaptor called”driver.“ As of October 2010, drivers exist for the following cloudplatforms: Amazon EC2, GoGrid, OpenNebula,Rackspace(OpenStack), RHEV-M, and RimuHosting, with two morecoming soon: Terremark and VMWare vCloud.10
11http://en.wikipedia.org/wiki/DeltacloudOlivier Richard (MdC- université de Grenoble) Cloud Computing et Calcul Haute Performance (HPC High Performance Computing)
Contrôle, sécurité et confidentialité
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Contrôle, sécurité et confidentialité
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Les environnements
Question importante (sous-estimée)Analogie avec les voitures anciennes / moderneMaîtrise de complexité ?A la mainOutils spécialisés et hétérogénes
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Conclusion
Le Cloud Computing a supplanté le Grid Compting ?
Recouvre énormément de contextes différents
Le Cloud pour le HPC, contexte un peu particulier
Attention aux performances pour certains types d’application
Niveau de complexité ??? pour le client/l’admin ???
Question des images (construction, maintenance...)
Est-ce vraiment une révolution du point de vue du HPC ? * c’estde l’équilibrage de charge + des VM ? * et les services alors ?(trop de marketing ?)
HPC classique et Cloud Computing se rejoigne, se teintentmutuellement, se mixent ?
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